內(nèi)燃機的運行特性

關(guān)于內(nèi)燃機的運行特性第一頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/20221對內(nèi)燃機的特性及其匹配進行研究，是為了評價內(nèi)燃機的性能，為正確、合理地選用內(nèi)燃機提供依據(jù)，同時，還可以優(yōu)化整個動力裝置的性能。第二頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/20222§10－1內(nèi)燃機的運行工況內(nèi)燃機工況－內(nèi)燃機的實際運行狀況。決定于內(nèi)燃機運行時發(fā)出的功率或轉(zhuǎn)矩及其相應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)速。第三頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/20223一、內(nèi)燃機的典型工況內(nèi)燃機應(yīng)該與工作機械合理匹配。內(nèi)燃機隨著所匹配的工作機械的不同，其工況變化的規(guī)律也不同，具有三種典型工況，即1、固定式工況2、螺旋槳工況3、車用工況第四頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/202241、固定式工況內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速保持基本不變，功率則隨工作機械負(fù)荷的大小，可以由零變到最大。第五頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/202252、螺旋槳工況內(nèi)燃機的功率與轉(zhuǎn)速接近于冪函數(shù)關(guān)系。第六頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/202263、車用工況內(nèi)燃機的功率與轉(zhuǎn)速之間沒有一定的函數(shù)關(guān)系，且功率與轉(zhuǎn)速都獨立的在很大的范圍內(nèi)變化。第七頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/20227二、內(nèi)燃機工況的標(biāo)定工況的標(biāo)定，是指制造企業(yè)根據(jù)內(nèi)燃機的性能和用途，人為地規(guī)定該產(chǎn)品在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下所輸出的有效功率及其對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，即規(guī)定內(nèi)燃機的標(biāo)定功率和標(biāo)定轉(zhuǎn)速。第八頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/20228根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB1105－87《內(nèi)燃機臺架性能試驗方法》的規(guī)定，我國內(nèi)燃機的標(biāo)定功率依不同的用途分為四級：1、15分鐘功率2、1小時功率3、12小時功率4、持續(xù)功率第九頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/20229§10－2

內(nèi)燃機的基本運行特性一、負(fù)荷特性二、速度特性三、轉(zhuǎn)矩特性四、調(diào)速特性五、萬有特性第十頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/202210一、負(fù)荷特性負(fù)荷特性是指轉(zhuǎn)速不變時，內(nèi)燃機的性能指標(biāo)隨負(fù)荷而變化的關(guān)系。說明：1）通過內(nèi)燃機臺架試驗測取負(fù)荷特性曲線。2）經(jīng)常用來作為性能比較的依據(jù)。第十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/2022111、柴油機的負(fù)荷特性主要性能指標(biāo)的變化趨勢，可通過燃油消耗率的定義式分析第十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/202212分析：1）柴油機負(fù)荷調(diào)節(jié)是“變質(zhì)調(diào)節(jié)”。2）燃油消耗量隨負(fù)荷的增加而增大。3）排氣溫度隨負(fù)荷增加而上升。4）燃油消耗率曲線的變化趨勢。第十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/2022132、汽油機的負(fù)荷特性主要性能指標(biāo)的變化趨勢，也可通過燃油消耗率的定義式分析第十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/202214分析：1）汽油機負(fù)荷調(diào)節(jié)是“變量調(diào)節(jié)”。2）燃油消耗量隨負(fù)荷的增加而增大。3）排氣溫度隨負(fù)荷增加而上升。4）燃油消耗率曲線的變化趨勢。第十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/2022153、結(jié)論1）同一轉(zhuǎn)速下最低燃油消耗率愈小，曲線變化愈平坦，燃油經(jīng)濟性愈好；2）在中、低負(fù)荷區(qū)，be隨負(fù)荷的增加而降低，且在低負(fù)荷區(qū)曲線變化的更快一些。在接近全負(fù)荷時，be達到最小值，之后隨著負(fù)荷增大，be有所上升；3）柴油機bemin比汽油機低10～30％，而且燃油消耗率曲線較平坦，部分負(fù)荷時低油耗區(qū)比汽油機寬廣，因而部分負(fù)荷下柴油機更省油。第十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/202216二、速度特性速度特性，是指內(nèi)燃機在油量調(diào)節(jié)機構(gòu)保持不變的情況下，其性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速而變化關(guān)系。說明：1）通過內(nèi)燃機臺架試驗測取速度特性曲線。2）全負(fù)荷速度特性、部分負(fù)荷速度特性。第十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/2022171、柴油機的速度特性主要性能指標(biāo)的變化趨勢，可通過轉(zhuǎn)矩公式分析第十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/202218柴油機各參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的增減而變化趨勢：第十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/2022192、汽油機的速度特性主要性能指標(biāo)的變化趨勢，可通過轉(zhuǎn)矩公式分析第二十頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/202220汽油機各參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的增減而變化趨勢：第二十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/202221三、轉(zhuǎn)矩特性內(nèi)燃機工作時，經(jīng)常會遇到外界阻力突然增大的情況，這就要求內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)矩能夠隨轉(zhuǎn)速的下降而增加。第二十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/2022221、轉(zhuǎn)矩儲備系數(shù)φtq

轉(zhuǎn)矩儲備系數(shù)－最大轉(zhuǎn)矩和標(biāo)定轉(zhuǎn)矩之差與標(biāo)定轉(zhuǎn)矩的相對值，即式中，Ttqmax－外特性曲線上最大轉(zhuǎn)矩，N·m；Ttqn－標(biāo)定工況時的轉(zhuǎn)矩，N·m。

第二十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/2022232、轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)Km和轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)Kn

轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)Km－外特性上最大轉(zhuǎn)矩與標(biāo)定轉(zhuǎn)矩之比，即式中，Ttqmax－外特性曲線上最大轉(zhuǎn)矩，N·m；Ttqn－標(biāo)定工況時的轉(zhuǎn)矩，N·m。

第二十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/202224轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)Kn－標(biāo)定轉(zhuǎn)速與外特性上最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)速之比，即式中，nn－標(biāo)定轉(zhuǎn)速；nm－外特性上最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)速。第二十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/2022253、柴油機的轉(zhuǎn)矩校正柴油機的轉(zhuǎn)矩特性曲線較平坦，在不換檔的情況下，克服短期超載的能力不強。措施：柴油機在全負(fù)荷工況、短時超負(fù)荷時，噴油泵自動增加每循環(huán)的供油量，以進一步增大轉(zhuǎn)矩，提高內(nèi)燃機克服超負(fù)荷的能力。第二十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/202226四、調(diào)速特性柴油機的調(diào)速特性，就是指在調(diào)速器起作用時，其性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速或負(fù)荷變化的關(guān)系。柴油機的調(diào)速特性有兩種表現(xiàn)形式：一是，速度特性形式的調(diào)速特性；二是，負(fù)荷特性形式的調(diào)速特性。第二十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/2022271、速度特性形式的調(diào)速特性曲線1表示全負(fù)荷的速度特性；曲線2～5表示調(diào)速特性。第二十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/2022282、負(fù)荷特性形式的調(diào)速特性如圖所示，標(biāo)定工況下各性能指標(biāo)隨負(fù)荷變化的關(guān)系：從點1到點2的曲線為外特性；從點2到點4的曲線為n、Ttq、be和B隨負(fù)荷變化的調(diào)速特性。第二十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/2022293、兩級式調(diào)速器和全程式調(diào)速器的比較

兩極式調(diào)速器，達到新平衡點的加速度小，反應(yīng)快，加速性能好，操作方便，所以一般車輛上較常使用。

第三十頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/202230五、萬有特性為了方便、直觀和全面的了解內(nèi)燃機的性能，判斷其適用范圍，以及內(nèi)燃機在各種轉(zhuǎn)速和各種負(fù)荷下的動力性和經(jīng)濟性，將多條負(fù)荷特性或速度特性曲線綜合繪在一張圖上，就是內(nèi)燃機的萬有特性曲線。第三十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/202231返回1，返回2第三十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日12/16/202232萬有特性的應(yīng)用

1、在萬有特性曲線圖上，可以清晰的了解到內(nèi)燃機的各種工況下